Question

12．北京奥林匹克公园南区建有一个复合垂直流人工湿地，展示了较新的生态污水（常富含N、P）处理技术．如图1示复合垂直流人工湿地构造示意图（箭头示水流方向），请分析回答下列问题：

（1）人工湿地的上行池和下行池中均栽有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉等，它们在生态系统中属于生产者，并且都是挺水植物能有效抑制浮游藻类的生长，这是因为它们可以对浮游藻类起到遮光的作用．
（2）人工湿地的植物根系常形成一个网络样结构，网络中的根系不仅能直接吸附和吸收污水中的等营养物质，而且还为无机盐（N、P）的吸附和代谢提供了良好的环境条件，使它们能够通过分解者（微虫物）和有氧呼吸两种方式将污水中的有机物降解．
据此分析，硝化细菌和反硝化细菌分别生活在复合垂直流人工湿地的下行池和上行池流入湿地的污水在“先下后上”的过程中，与植物根系和微生物充分接触，得到了明显净化．
有机氮$\stackrel{氨化作用}{→}$NH${\;}_{4}^{+}$、NH₃$→_{有氧环境}^{硝化细菌}$NO${\;}_{2}^{-}$、NO${\;}_{3}^{-}$$→_{厌氧环境}^{反硝化细菌}$N₂、N₂O
（3）污水脱氮过程离不开硝化细菌和反硝化细菌的作用，作用机理如图所示．
（4）经人工湿地处理的生活污水可作为非饮用水用于很多生产过程，不仅减少了污染还节约了水资源． 为了使复合垂直流人工湿地能够长期稳定的运行还需要控制进水口的水量和进水速率，一旦排入的污 水量超过一定的限度就有可能导致污染物无法被降解而使得复合垂直流人工湿地崩溃，从生态学的角度分析，这是因为生态系统的自我调节能力是有一定限度的．

Answer 1

分析 人工湿地中的植物一般选择芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉等具有一定净化污水能力．从硝化细菌和反硝化细菌的作用机理看出，硝化细菌需要生活在有氧环境中，因此硝化细菌将生活在复合垂直流人工湿地的下行池；反硝化细菌需要无氧环境，因此生活在复合垂直流人工湿地的上行池中．

解答 解：（1）有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉等具有一定净化污水能力，在该生态系统成分中属于生产者，能通过光合作用合成有机物，并将太阳能（或光能）输入到该生态系统的第一营养级．以上植物都是挺水植物，体现了生态系统的垂直结构，因为它们可以对浮游藻类起到遮光，所以能有效抑制浮游藻类的生长．
（2）人工湿地的植物网络样结构的根系，不仅能直接吸附和吸收污水中的N、P等营养物质，而且还为分解者的吸附和代谢提供了良好的环境条件，使它们能够通过分解作用降解污水中的有机物．湿地基质常使用碎石等多种材质，碎石间留有一些空隙，以提供充足的氧气供根部进行呼吸作用．
（3）作用机理中可以看出，硝化细菌需要生活在有氧环境中，因此硝化细菌将生活在复合垂直流人工湿地的下行池，反硝化细菌需要无氧环境，因此生活在复合垂直流人工湿地的上行池中．流入湿地的污水在“先下后上”的过程中，与植物根系和微生物充分接触，得到了明显净化．
（4）一旦排入的污 水量超过一定的限度就有可能导致污染物无法被降解而使得复合垂直流人工湿地崩溃，从生态学的角度分析，这是因为生态系统的自我调节能力是有一定限度的．
故答案为：
（1）生产者    遮光
（2）无机盐（N、P）   分解者（微虫物）   有氧呼吸 
（3）下行     上行     植物根系和微生物
（4）生态系统的自我调节能力是有一定限度的

点评 本题考查了生态系统的结构、功能、稳定性以及人工湿地的作用等知识，意在考查考生能从题干中获取有效信息的能力；能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力，难度适中．